机场飞机噪声预测

机场飞机噪声预测
1.1.1 机场噪声预测方法
1.1.1.1 方法概述
1.1.1.2 模型调整方法
1.1.2 WECPN的预测计算
1.1.
2.1 计算斜距
1.1.
2.2 查出EPNL
1.1.
2.3 EPNL修正
1.1.
2.4 计算平均EPNL
1.1.
2.5 计算出WECPN
1.1.3 所需收集的资料
1.1.1机场噪声预测方法
1.1.1.1 方法概述
对新建机场，可直接使用模式计算出各网格点在预测年份的WECPN（根据该年份的飞机类型、班次）。

从而画出等声级线图，计算影响范围、程度和人口数量。

对改扩建机场，须进行现状评价。

首先直接使用模式计算出各网格点的WECPN（根据现行的飞机类型和班次），作出等声级线图，在70dB等值线范围内，选出8-10个现状监测点（按跑道两侧、两端，以及远近、关心点、便于蹲点监测等原则），在这些监测点对现有每一种机型的起、降状态分别进行三次以上监测（计算出其EPNL）。

同时也按数学模型计算这些监测点同一机型的起降EPNL，与监测值对比后，调整计算模型。

以调整后的预测模型按当前飞机类型、班次计算所有网格点的WECPN，作为当前飞机噪声的影响分布；以调整后的模型计算任一年份各网格点的WECPN（根据该年份的飞机类型、班次），作为该年份的预测值。

1.1.1.2 模型调整方法
设想模型预测函数为F(x,y,z,Type,Station)，函数值是测点位置和机型Type与起降状态Station的变化结果，但对某一机型的某一种起降状态，则只与测点位置有关，模型函数为f(x,y,z)。

对某一机型的某一种飞行状态,设想各监测点的计算值与监测值有以下关系：L实测=K L监测+m
代入各监测点的监测值和计算值，用最小二乘法算出该种机型的某种飞行状态下的调整参数K、m。

用调整后模型对每一个网格点进行计算时，对每一种机型的每一种起降状态用相应的K、m调整。

当然，如果某一网格点位置较为特殊（如处于声影区）则须进行适当处理。

在预测时，如果出现新的飞机机型，则可直接计算，不进行调整。

1.1.2 WECPN 的预测计算
按导则HJ/T2.4-1995附录B3计算，但加入了对EPNL 数据的修正。

机场飞机噪声在某一预测点的WECPN 根据下列步骤进行计算：
1.1.
2.1 计算斜距
以飞机起飞或降落点为原点、跑道中心线为x 轴（并以出港方向为X 的正方向）、垂直地面为z 轴、垂直于跑道中心线为y 轴建立坐标系。

设预测点的坐标为（X ，Y ，Z ），飞机起飞、爬升、降落时与地面所成角度为θ，则飞机与预测点之间的斜距为：
22)cos tan (θθx y R +=
如果可以查得离起飞或降落点不同位置飞机距地面的高度H ，斜距为：
22)cos (θH y R +=
对x<0的点，斜距为该点离起飞点或着落点的直线距离。

1.1.
2.2 查出EPNL
根据飞机机型、起飞或降落、斜距可以查出飞机飞过预测点时在预测点产生的有效感觉噪声级EPNL 。

查出一天当中所有飞行事件的EPNL 。

国际民航组织ICAO 整理了“有关飞机噪声的国际标准及建议方式”，作为ICAO 第16号附件供各国实施。

下表为不同重量亚声速喷气机的允许噪声标准。

据实测结果，B747-200、DC-10、L-1011等大型民航机噪声均低于此标准。

注：总重量在34与272吨之间的噪声可用线性内插求得。

规定，侧向测量点是在航线下，平行于跑道轴线，距跑道轴线650m 的线上噪声最强处，起飞测量点在跑道轴线沿飞行方向延长线上距滑行开始点前6500m 处，着陆测量点在跑道轴线延长线上跑道着陆点后2000m 处。

1.1.
2.3 E PNL 修正
厂家提供的数据，与机型、飞行状况（起飞或降落）、斜距有关，还与飞机实际飞行时的推力、速度、空气温湿度有关，同时由于飞机噪声具一定的方向性，预测点的方位也有影响。

因此如果飞行时的推力、速度、空气温湿度与提供数据时的条件不同，就要求进行推力
修正、速度修正、温湿度修正，如果预测点位于跑道侧向，还要进行侧向衰减修正。

由于飞机飞行时并不能完全按规定的航迹飞行，因此必要时还要考虑水平发散。

(1)推力修正：一般情况下，飞机的噪声级和推力成线性关系，若能得知飞机在推力为F 1、F 2时在某点的噪声级为L 1、L 2，则当飞机推力为F 时在同一点的噪声级应为：
L=L 1+（L 2-L 1）*（F-F 1）/（F 2-F 1）
(2)速度修正：厂家提供的EPNL 是以参考速度V r （一般为160节，约合295km/h ）为基础的，如果实际速度为V ，则应用下式进行修正：ΔL=10lg(V r /V)
(3)空气温湿度修正：厂家提供的数据一般以15℃和70%相对湿度为基础，若实际条件差别很大，可进行修正：ΔL=L(t,rh)-L(15,70)。

主要由空气吸声引起。

(4)侧向衰减修正：
当飞机位于地面上时，
⎩⎨⎧≥=∆<<-=∆-m L L m L e L L 914...........................
86.139140),1(09.1500274.0 当飞机位于空中时，
⎪⎩
⎪⎨⎧+--=∆≤+-=∆>---ββ
ββ13.000274.013.09.966.096.3](86.13)1(09.15[,9149.966.096.3914m,e e L m L e L L L 如果如果 以上式子中，β=arc cos (L/R );R 为预测点到飞行航线的垂直距离，m ；L 为预测点到飞行航线地面投影的垂直距离,m 。

(5)水平发散的计算：
飞机飞行时，不能完全按照航迹飞行，会沿着航迹两侧产生一定的偏差。

如按高斯分布来统计飞机的空间分布，沿着航迹两侧不同发散距离的飞行概率可见下表：
式中，y m 为航迹的Y 坐标（航迹应与X 轴平行）；S(y)发散距离的标准偏差，是X 的函数，可按下式计算：
①航线转弯角度小于45°时，
S(y)=0.055x-0.15 (km), 5km<x<30km
S(y)=1.5 (km), x>30km
②航线转弯角度大于45°时，
S(y)=0.128x-0.42 (km), 5km<x<15km
S(y)=1.5 (km), x>15km
式中，x 为从起飞点或着落点（即坐标原点）算起的距离。

当x=0时，S(y)=0。

在0<x<5km 路段，S(y)用线性内插决定。

对于降落飞行，当x<6km 时，可忽略发散，即S(y)=0。

1.1.
2.4 计算平均EPNL
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=∑=N i LEPN i N N N EPNL 11.032110
1lg 10 式中：N 1、N 2、N 3，分别为白天（07：00~19：00）、晚上（19：00~22：00）和夜间（22：00~07：00）通过该点的飞行次数：
N=N 1+N 2+N 3
1.1.
2.5 计算出WECPN
计权等效连续感觉噪声级用下式计算：
40)103lg(10321-+++=N N N EPNL W ECPN
1.1.3 所需收集的资料
1. 预测年使用的机型种类及各机型的组合比例；
2. 机场年日平均和最大周日平均的飞行架次；
3. 不同跑道及不同机型的起降架次比例；
4. 白天、傍晚、夜间各时间段的飞行架次比例；
5. 不同种类飞机起飞、降落、转弯的航道，飞行剖面，离地、着陆位置；
6. 机场的平均气象资料（温度、湿度、风速和风向）；
7. 机场跑道位置及标有机场跑道位置的1：50000地图（包括航道下15公里范围）；
8. 国际民航组织或其它有关组织，或飞机生产厂家提供的各类型飞机的噪声特性。